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#네이처 커뮤니케이션즈

UNIST, 소금 결정으로 전류 제어하는 '이온 스위치' 개발

UNIST 기계공학과 김태성 교수팀이 나노 통로 안에서 소금 결정을 만들고 녹여 이온 흐름을 조절하는 '이온 스위치'를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 높이 약 120나노미터 통로에 염화칼륨 또는 염화나트륨 용액을 채우고, 위쪽 별도 통로에 건조한 질소를 흘려 물을 투과증발시켜 결정을 석출하고, 물을 공급해 결정을 녹이는 방식을 사용했다. 염화칼륨 용액 스위치를 32차례 연속 작동시킨 결과 켜짐 상태 전류가 꺼짐 상태보다 평균 156배 컸고, 전류 차단까지 평균 8.6초, 재가동은 3초 이내로 측정됐다. 스위치 두 개를 한 칩에 연결해 병렬 OR 회로와 직렬 AND 회로의 논리 연산도 구현했다. 과학기술정보통신부·한국연구재단과 UNIST 지원을 받은 이 연구는 9월 25일 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐으며, 지성준 연구원과 서상진 박사가 공동 제1저자, 김태성 교수가 교신저자로 참여했다.

10월 5일

수소·연료전지헬로디디

UNIST, 백금 촉매 성능 좌우하는 지지체 결정면 원리 규명

UNIST 안광진 에너지화학공학과 교수팀과 서울대 한정우 재료공학부 교수팀은 이산화티타늄 지지체의 결정면이 백금 입자 구조와 촉매 성능을 좌우하는 원리를 찾았다고 7일 밝혔다. 연구팀은 이산화티타늄의 (001)과 (101) 결정면에 백금을 올려 일산화탄소를 이산화탄소로 바꾸는 반응을 비교했다. (001) 결정면의 백금은 지지체와 넓게 맞닿은 반구 형태로 자리 잡았고, 반응 시작 후에도 넓은 접촉 구조가 유지되면서 활성화에너지가 첫 반응 이전보다 22.7~25.6% 낮아졌다. (101) 결정면에서는 백금이 공처럼 뭉쳐 접촉 면적이 작았고, 반응 후 더 각진 구조로 재배열됐으며 반복 반응에서 활성화에너지 변화가 거의 없었다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난달 8일 온라인 게재됐다.

9월 7일

배터리·ESS투데이에너지

LG엔솔·서울대, LMR 배터리 가스 발생 억제 기술 확보

LG에너지솔루션은 서울대 화학부 임종우 교수 연구진과 공동 연구로 LMR(리튬망간리치) 배터리의 가스 발생과 용량 저하 원인을 규명하고 대형 셀 운용 조건을 개발했다고 7일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다. 연구팀은 산소 회복에 충전 상한 전압뿐 아니라 방전 하한 전압도 영향을 미친다는 점을 확인했으며, 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산소 환원율이 86%에서 97%로 높아졌고 방전 하한 전압을 2.0V까지 낮추면 산소가 거의 원래 상태로 회복됐다. 이를 바탕으로 40Ah급 LMR 셀의 전압 범위와 활성화 공정을 최적화하고 활성화 단계 온도를 낮춘 결과, 883회 충·방전 후에도 초기 에너지의 92.2%를 유지했다. LG에너지솔루션은 이번 연구로 LMR의 대형 셀 적용 가능성을 확인하고 상용화 기반을 마련했다고 설명했다.

9월 7일

수소·연료전지전기신문

UNIST·서울대, 백금 촉매 성능 좌우하는 TiO₂ 결정면 원리 규명

UNIST 에너지화학공학과 안광진 교수팀과 서울대 재료공학부 한정우 교수팀은 백금(Pt)을 담지하는 이산화티타늄(TiO₂) 지지체의 결정면에 따라 백금 입자의 형태와 촉매 성능이 달라진다는 사실을 규명했다고 밝혔다. TiO₂ (001) 결정면에서는 백금이 넓게 퍼진 반구 형태로 붙어 반응 후에도 지지체와 넓게 맞닿은 구조를 유지했고, 첫 반응 이후 일산화탄소를 이산화탄소로 바꾸는 데 필요한 활성화에너지가 처음보다 22.7~25.6% 낮아졌다. 반면 (101) 결정면에서는 백금이 공처럼 뭉친 형태로 붙어 접촉 면적이 좁았고, 반응을 반복해도 활성화에너지는 거의 달라지지 않았다. 연구팀은 전자현미경, X선 흡수분광법, 상압 X선 광전자분광법 등 실시간 분석과 시뮬레이션 계산으로 이를 확인했다. 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 'e-SAF 생산 핵심기술 및 AI 기반 공정 시스템 개발' 사업 지원으로 수행됐으며, 결과는 8월 8일 네이처 커뮤니케이션즈 온라인에 게재됐다.

9월 7일